Laboratorio 3

Laboratorio de Electrotecnia Industrial
Curso: Electrotecnia Industrial
Informe de Laboratorio N°: 03
EL TRANSFORMADOR
Integrantes:
 Santos Luna, Nilton

 Toscano Zacarías, Alejandro
 Vá squez Nú ñ ez, Armando
Secció n: “C13 – IV -B”
Fecha de presentació n: 04 de Octubre del 2013
Profesor: Carlos Cuba

INTRODUCCIÓN
En este presente laboratorio se realizara la experiencia de ensayos de vacío y
cortocircuito del transformador monofasico en las instalaciones eléctricas, en el cual
conoceremos la estructura de un transformador monofásico y las medidas de
seguridad que se emplearan en esta experiencia
Esto se realizara mediante un tablero de control industrial siguiendo los respectivos

esquemas y símbolos con la finalidad de anotar los valores nominales de un
transformador.
Los integrantes del grupo

OBJETIVOS
 Conocer las relaciones de voltaje y corriente de un transformador.

 Estudiar las corrientes de excitación, la capacidad en voltamperes y las corrientes
de cortocircuito de un transformador.
 Identificar los componente de un transformador monofásico y reconocer su
estructura
 Anotar los valores nominales del transformador
 Realizar ensayos de vacío y corto circuito en un transformador para obtener
los parámetros característicos del mismo
 Determinar la polaridad instantánea en los devanados del transformador
FUNDAMENTO TEÓRICO
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o

disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal
(esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales
presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y
tamaño, entre otros factores.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un

cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en
el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más
bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material
ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las
bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El
núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de
acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o
devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada
o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen
transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado
"terciario", de menor tensión que el secundario.
FUNCIONAMIENTO
Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética,

ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario,
debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce
la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro.
Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza

electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario
dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la

tensión del devanado primario.
Para determinar estos parámetros se puede realizar a través de dos pruebas, las
cuales son: Prueba de Vacío y Prueba de Cortocircuito.
PRUEBA DE VACÍO:
Consiste en aplicar una tensión nominal V1 en cualquiera de los enrollados del

transformador, con el otro enrollado abierto, se le aplica al lado 1 voltaje y
frecuencia nominal, registrándose las lecturas de la potencia de entrada en vacío
P0 y la corriente en vacío I1. Es obvio que los únicos parámetros que tienen que
ser considerados en la prueba de vació son Rm y jXm, la impedancia de dispersión,
R1 +jX1, no afecta a los datos de prueba. Usualmente, la tensión nominal se aplica
al enrollado de baja tensión. La figura 1, muestra el circuito de prueba utilizado.
Nuestros parámetros nos quedan:

Es válido mencionar que Im se calcula con la ecuación 3
Esta prueba se realiza a voltaje reducido, hasta que circule una corriente nominal
por el circuito. En este caso no se toma la rama de magnetización, esto es debido
a que solo se requiere un pequeño voltaje para obtener las corrientes nominales
en los embobinados debido a que dicha impedancias son limitadas por la
impedancia de dispersión de los embobinados, por lo tanto la densidad de flujo en
el núcleo será pequeña en la prueba de cortocircuito, las pérdidas en el núcleo y la
corriente de magnetización será todavía más pequeña. La tensión reducida Vcc,
llamada frecuentemente tensión de impedancia, se soluciona para que la corriente
de cortocircuito Icc no ocasione daño en los enrollamientos. Se escoge usualmente
Icc como la corriente de plena carga (nominal). Usualmente esta prueba se hace
por el lado de alto voltaje (para que la corriente sea más pequeña).
La potencia del cortocircuito es la pérdida total en el cobre del transformador.

Debido al efecto pelicular, Pcc puede ser mayor que las perdidas óhmicas en el
cobre
Zeq, Xeq y Req son conocidas por impedancia equivalente, reactancia equivalente
y resistencia equivalente, respectivamente.
Si V1 = V2, podemos decir que
Deberá notarse nuevamente que los parámetros están en funcion del

enrollamiento en el que se toman las lecturas de los instrumentos.
Ya que la resistencia equivalente Req es la suma de R1 y R'2 se deduce que:

PROCEDIMIENTO
1. Examinamos la estructura del modulo EMS 8341 del transformador,
fijándose especialmente en el transformador, las terminales de conexión y
el alambrado.
a) Anotamos el voltaje nominal de cada uno de los tres devanados
Terminales 1 a 2 = 220V
Terminales 3 a 4 =380V
b) Escribimos el voltaje nominal entre las siguientes terminales de conexión

Terminales 3 a 7 = 190 V
Terminales 8 a 4 =51 V
c) Indicamos la corriente nominal de cada una de las siguientes conexiones:
Terminales 1 a 2 = 0.25 A
Terminales 3 a 4 =0.45 A
2. Usamos la escala más baja del ohmímetro y medimos y anotamos la

resistencia en c-d de cada uno de los devanados:
Terminales 1 a 2 = 34.0 Ω
3. A continuación medimos los voltajes del secundario sin carga, cuando

se aplican 120 V c-d al devanado primario.
Devanado 1 a 2 = 220 V
Devanado 3 a 4 =380 V
Devanado 8 a 4 =50.9 V
4. ¿Concuerdan los voltajes medidos con los valores nominales? Si

algunos difieren, explique por qué.
NO, ya que la fuente no da exacto, las bobinas son diferentes y además que el
voltímetro tiene un margen de error de 5%
a) ¿Puede medir el valor de la corriente magnetizante (de excitación) ¿ ¿Por

qué?
Porque al estar en vacío el secundario mide la corriente 9.8 mA y también porque

es la única corriente que está pasando.
5. Los devanados 1 a 2 y 5 a 6 tienes 500 vueltas d alambre. el Devanado 3 a 4

tiene 865 vueltas. Calcules las siguientes relaciones de vueltas
Devanado 1 a 2 500 Devanado 1 a 2 500

= =1 = =0.58
Devanado 5 a 6 500 Devanado 3 a 4 860
6. Conectamos el circuito que aparece en la figura y observamos que el

medidor de corriente I2 , pone en cortocircuito el devanado 5 a 6
a) Conectamos la fuente de alimentación y aumente gradualmente el voltaje
hasta que la corriente de cortocircuito I2, SEA 0.4 A c-a
b) Medimos y anotamos I1 y E1
I1= 0.25 A c-a
E1= 34.6 V c-a
I2= 0.25 A c-a
c) Reducimos a cero el voltaje y desconectamos la fuente de alimentación;

calculamos la relación de corriente:
I1/I2 = 1
d) Es igual la relación de corrientes a la relación de vueltas? SI
7. Conectamos la fuente de alimentación y aumentamos gradualmente el

voltaje hasta que la corriente que pasa por el devanado primario I1 sea
0.5 A c-a I2= 0.15ª
a) Medimos y anotamos I3 y E1
I3= 0.15 A c-a
E1= 22 V c-a
b) Reducimos el voltaje a cero y desconectamos la fuente de alimentación ,

calculando la relación de corriente.
I1 / I3 = 1.67A
c) Consideramos esta relación de corriente ¿ Es inversa de la relación de

vueltas? Explique porqué
I1 / I3 = a N(3-6) / N (1-2) = 865 /500

8. Conectamos El Siguientes Circuito A 220 V
Medimos Y Anotamos La Corriente De Excitación, El Voltaje De salida

E2 Para El Voltaje De Entrada En La Siguiente Tabla
E2 Vc-a I1 mA c-a E2 Vc-a

0 0 0
25 2.09 29.8
50 3.06 49.8
75 3.85 74.7
100 4.63 99.98
125 5.37 124.7
150 6.17 149.7
175 7.03 174.5
200 7.94 199.8
220 8.81 219.6
GRAFICA de E2 Vs E2 LINEA
0 2.09 3.06 3.85 4.63 5.37 6.17 7.03 7.94 8.81

250 250
219.6
200 199.8 200
174.5
150 149.7 150
124.7 Lineal E2-vca

E2 -vca
100 99.98 100
74.7
50 49.8 50
29.8
0 0 0
0 2.09 3.06 3.85 4.63 5.37 6.17 7.03 7.94 8.81
9. Finalmente utilizando el software hallamos más fácil las corrientes que

nos pedían donde el software nos daban las medidas del amperímetro,
vatímetro y la de tensión
CUESTIONARIO
 ¿Por qué el núcleo del transformador es laminado?
Porque así se neutraliza las corrientes parásitas, hay que seccionar el núcleo en
delgadísimas láminas, aislándolas unas de otras mediante una fina capa de barniz u óxido,
de tal modo que aunque una superara a la otra, las corrientes parásitas que hay en una
lámina nunca podrían cortocircuitarse con las corrientes de las láminas adyacentes.
 ¿Qué significa ONAN y ONAF?
Son enfriamientos de transformador

ONAN Oil Natural Air Natural (cooling method)
Aceite y aire no forzados
ONAF Oil Natural Air Forced (cooling method)
Aceite no forzado y aire forzado
 ¿La relación de transformación m obtenida de manera experimental del transformador

coincide con el valor teórico? comente
No, varía en un mínimo porcentaje pueda deberse al error del voltímetro o a el número de
espiras.
 ¿Por qué es importante determinar los parámetros del circuito equivalente de un

transformador?
Para poder obtener la reactancia de magnetización.
 Al realizar un ensayo de vacío a un transformador monofásico de 5kVA, 1000/400V,60Hz, y
se obtienen los siguientes resultados:
a. Voltímetro del primario V1=1000V
b. Voltímetro del secundario V2=400V
c. Amperímetro del primario A=0.5A
d. Vatímetro en el primario W=30W
Determinar las pérdidas en el hierro y la corriente de vacío.
Las pérdidas en el hierro es la de la lectura el vatímetro en el primario
Pfe= lectura del vatímetro = 30W
La corriente en el vacío es la de la lectura del amperímetro en el primario
Io= lectura del amperímetro = 0.5A
 Se hizo un ensayo de corto a un transformador monofásico de 250 kVA, 24000/420V. Se

aplicó 960V para que el primario circule la corriente nominal.
Si la potencia absorbida en el ensayo es de 4010W, determinar:
a. Las corrientes nominales del primario y del secundario.
In1=S/Vn1 250000/24000 = 10.42A
In2=S/Vn2 250000/420= 595.23A
b. Las pérdidas en el cobre para la potencia nominal.
Pcu=lectura del vatímetro= 4010W
c. La tensión de cortocircuito y sus componentes.
µcc=960/24000 = 4%
d. Los parámetros Rcc,Xcc y Zcc.
Rcc=4010/10.422 = 36.93Ω
Zcc= 960/10.42=92.13Ω
Xcc= 84.40Ω
 Investigue otros métodos para determinar las marcas de polaridad de un transformador y

explique.
 Método de transformador patrón

 Método de dos voltímetros

METODO DEL TRANSFORMADOR PATRON
Para este método se dispone de un transformador cuya relación de transformación sea conocida,

y por comparación, se obtiene la relación del transformador en prueba
METODO DE DOS VOLTIMETROS

Consiste en aplicar al devanado de alta tensión un voltaje alterno de valor nominal o menor. El
observador, colocado frente a los terminales de baja tensión, debe puentear previamente los
terminales de su izquierda, y colocar dos voltímetros, uno entre las terminales de su derecha.
Si convenimos que el voltímetro colocado en alta tensión da una lectura VH el voltímetro colocado
entre alta y baja tensión da la suma algebraica de voltajes S V1 entonces:
Si S V > VH La polaridad es aditiva
Si S V < VH La polaridad es substractiva
OBSERVACIONES
 Este tipo de ensayo requiere mucha supervisión, ya que es muy peligrosa al

ser mal conectada y que pueda dañar al equipo.
 Antes de poder energizar la conexión del transformador, el profesor debe
dar el visto bueno, para alimentar la fuente.
 Para hacer un buen laboratorio y sin peligro tenemos que conocer la teoría
sobre los transformadores.
CONCLUSIONES
 Las mediciones de resistencias en los enrollados del transformador

obtenidas en las pruebas realizadas, son características propias de su
construcción ya que resultaron ser bastante bajas lo cual es lógico, ya que
así las perdidas en el transformador son mínimas, o sea, son características
propias de su construcción lo que garantiza menores perdidas.
 Estudiamos las corrientes de excitación, la capacidad en volt amperes y las
corrientes de cortocircuito de un transformador
 Conocimos la relación de voltaje y corriente de transformador
 Concluimos que las pérdidas del fierro y la del corriente en vacio son de 1,3
y 0,012
BIBLIOGRAFIA
 Pablo Alcalde San Miguel (2008). ELECTROTECNIA España, Editorial

Paraninfo S.A
 http://www.tuveras.com/transformador/eltransformador.htm
 “Circuitos Magnéticos y Transformadores”; E.E. Staff del M.I.T., Editorial
Reverté S.A., 1981

Laboratorio 3

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Laboratorio 3

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Laboratorio 3

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Laboratorio de Electrotecnia Industrial

Curso: Electrotecnia Industrial

Informe de Laboratorio N°: 03

 Santos Luna, Nilton

Secció n: “C13 – IV -B”

Fecha de presentació n: 04 de Octubre del 2013

Profesor: Carlos Cuba

Esto se realizara mediante un tablero de control industrial siguiendo los respectivos

Los integrantes del grupo

 Conocer las relaciones de voltaje y corriente de un transformador.

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un

Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética,

Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza

dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la

Consiste en aplicar una tensión nominal V1 en cualquiera de los enrollados del

Nuestros parámetros nos quedan:

Es válido mencionar que Im se calcula con la ecuación 3

La potencia del cortocircuito es la pérdida total en el cobre del transformador.

Si V1 = V2, podemos decir que

Deberá notarse nuevamente que los parámetros están en funcion del

Ya que la resistencia equivalente Req es la suma de R1 y R'2 se deduce que:

1. Examinamos la estructura del modulo EMS 8341 del transformador,

fijándose especialmente en el transformador, las terminales de conexión y

a) Anotamos el voltaje nominal de cada uno de los tres devanados

b) Escribimos el voltaje nominal entre las siguientes terminales de conexión

c) Indicamos la corriente nominal de cada una de las siguientes conexiones:

2. Usamos la escala más baja del ohmímetro y medimos y anotamos la

3. A continuación medimos los voltajes del secundario sin carga, cuando

4. ¿Concuerdan los voltajes medidos con los valores nominales? Si

a) ¿Puede medir el valor de la corriente magnetizante (de excitación) ¿ ¿Por

Porque al estar en vacío el secundario mide la corriente 9.8 mA y también porque

5. Los devanados 1 a 2 y 5 a 6 tienes 500 vueltas d alambre. el Devanado 3 a 4

Devanado 1 a 2 500 Devanado 1 a 2 500

6. Conectamos el circuito que aparece en la figura y observamos que el

I1= 0.25 A c-a

E1= 34.6 V c-a

I2= 0.25 A c-a

c) Reducimos a cero el voltaje y desconectamos la fuente de alimentación;

d) Es igual la relación de corrientes a la relación de vueltas? SI

7. Conectamos la fuente de alimentación y aumentamos gradualmente el

I3= 0.15 A c-a

b) Reducimos el voltaje a cero y desconectamos la fuente de alimentación ,

c) Consideramos esta relación de corriente ¿ Es inversa de la relación de

I1 / I3 = a N(3-6) / N (1-2) = 865 /500

8. Conectamos El Siguientes Circuito A 220 V

Medimos Y Anotamos La Corriente De Excitación, El Voltaje De salida

E2 Vc-a I1 mA c-a E2 Vc-a

0 2.09 3.06 3.85 4.63 5.37 6.17 7.03 7.94 8.81

150 149.7 150

124.7 Lineal E2-vca

9. Finalmente utilizando el software hallamos más fácil las corrientes que

 ¿Por qué el núcleo del transformador es laminado?

 ¿Qué significa ONAN y ONAF?

Son enfriamientos de transformador

 ¿La relación de transformación m obtenida de manera experimental del transformador

 ¿Por qué es importante determinar los parámetros del circuito equivalente de un

Determinar las pérdidas en el hierro y la corriente de vacío.